Oamenii de știință creează primii roboți vii care se autoreplică

Oamenii de știință de la Universitatea din Vermont, Universitatea Tufts și Institutul Wyss pentru Inginerie Inspirată Biologic de la Universitatea Harvard au creat primii roboți vii care se autoreplică. Această creație a urmat descoperirii unei noi forme de reproducere biologică.

Rezultatele cercetării au fost publicate în Proceedings of the National Academy of Sciences.

Xenobots vii

Echipa este aceeași care a construit primii “Xenobots” vii și a descoperit că organismele proiectate pe computer și asamblate manual sunt capabile să înoate în afară în vasul lor mic pentru a găsi celule individuale. Apoi, adună sute de celule împreună pentru a asambla “Xenobots bebeluși” care devin Xenobots obișnuiți după doar câteva zile.

Noii Xenobots pot apoi să iasă și să construiască copii ale lor, repetând acest proces de mai multe ori.

Joshua Bongard, doctor în filosofie, este un specialist în informatică și robotică la Universitatea din Vermont. El a condus cercetarea.

“Cu proiectarea potrivită, ei se vor autoreplica spontan”, a spus Bongard.

Echipa a fost inspirată de broasca Xenopus laevis, în care celulele embrionare se dezvoltă în piele.

Michael Levin, doctor în filosofie, este profesor de biologie și director al Centrului de Descoperire Allen de la Universitatea Tufts și co-lider al noii cercetări. El este, de asemenea, membru asociat al Institutului Wyss.

“Ele ar fi stat pe exteriorul unui pui de broască, ținând departe agenții patogeni și redistribuind mucus”, a spus Levin. “Dar noi le dăm o șansă să-și reimagинеze multicelularitatea.”

Douglas Blackiston, doctor în filosofie, este coautor al cercetării și cercetător senior la Universitatea Tufts și Institutul Wyss. El a fost responsabil pentru asamblarea “părinților” Xenobots și pentru dezvoltarea părții biologice a studiului.

“Oamenii au crezut mult timp că am descoperit toate modalitățile în care viața poate reproduce sau replica. Dar acesta este ceva care nu a fost observat niciodată înainte”, a spus Blackiston.

“Acesta este profund”, a continuat Levin. “Aceste celule au genomul unei broaște, dar, eliberate de a deveni pui de broască, ele folosesc inteligența lor colectivă, plasticitatea, pentru a face ceva uimitor.”

Replicare spontană

Experimentele anterioare au demonstrat cum Xenobots pot fi proiectați pentru a realiza sarcini simple, dar noii Xenobots arată cum obiectele biologice pot replica spontan.

“Avem genomul complet, neatins, al broaștei, dar el nu dă niciun indiciu că aceste celule pot lucra împreună pentru această sarcină nouă”, a spus Levin.

Sam Kriegman, doctor în filosofie, este autorul principal al studiului.

“Acestea sunt celule de broască care se replică într-un mod care este foarte diferit de modul în care broaștele o fac. Niciun animal sau plantă cunoscută în știință nu se replică în acest mod”, a spus Kriegman.

Una dintre cele mai mari descoperiri în această cercetare a fost demonstrarea replicării cinematice, care nu a fost observată niciodată la scară de celule sau organisme întregi.

Deoarece aceasta este o teritoriu complet nou în domeniul roboticii, echipa răspunde la riscurile asociate cu această tehnologie.

“Suntem în curs de a înțelege această proprietate: replicarea. Lumea și tehnologiile se schimbă rapid. Este important, pentru societate în ansamblu, să studiem și să înțelegem cum funcționează acest lucru”, a spus Bongard. “(roboții) nu sunt ceea ce mă ține treaz noaptea. Ceea ce prezintă risc este următoarea pandemie; deteriorarea accelerată a ecosistemului din cauza poluării; amenințările intensificate ale schimbărilor climatice. Acesta este un sistem ideal în care să studiem sistemele care se autoreplică. Avem o obligație morală să înțelegem condițiile în care putem controla, dirija, stinge, exagera.”

Roboții vii sunt întreținuți complet într-un laborator, pot fi stinși ușor și sunt verificați de experți etici federali, de stat și instituționali.

Echipa vede multe aplicații potențiale pentru această tehnologie, inclusiv medicina regenerativă.

“Dacă am ști cum să spunem grupurilor de celule ce să facă, în cele din urmă, aceea este medicina regenerativă – aceea este soluția pentru leziunile traumatice, malformațiile congenitale, cancerul și îmbătrânirea”, a spus Levin. “Toate aceste probleme diferite sunt aici pentru că nu știm cum să prezicem și să controlăm ce grupuri de celule vor construi. Xenobots sunt o nouă platformă pentru a ne învăța.”